(57)【要約】      （修正有）【課題】ウエーハに外力を加えることによってウエーハを充分確実に分離ラインに沿って破断することを可能にする溝を、ウエーハにレーザ光線を照射して形成する溝形成方法を提供する。【解決手段】レーザ光線の照射による溝の形成を所要様式で複数回繰り返し遂行して、底部が先細形態ではなくて底面が略平坦な溝（１０、１６）を形成する。【選択図】図２
2006269507.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ウエーハの分離ラインに沿ってレーザ光線を照射して該分離ラインに沿って延びる溝を形成する溝形成方法において、
該分離ラインにおける第一の幅方向所定部位に沿ってレーザ光線を照射して、該分離ラインに沿って延びる第一の溝部を形成する第一の溝部形成工程と、
該第一の溝部形成工程の後に、該分離ラインにおける、該第一の幅方向所定部位の片側に隣接する第二の幅方所定部位に沿ってレーザ光線を照射して、該分離ラインに沿って延びる第二の溝部を形成する第二の溝部形成工程と、
該第二の溝部形成工程の後に、該分離ラインにおける、該第一の幅方向所定部位の他側に隣接する第三の幅方向所定部位に沿ってレーザ光線を照射して、該分離ラインに沿って延びる第三の溝部を形成する第三の溝部形成工程と、
を含み、底部が下方に向かって先細形態でない溝を形成する、ことを特徴とする溝形成方法。
【請求項２】
該第一の幅方向所定部位と該第二の幅方向所定部位との幅方向間隔と該第一の幅方向所定部位と該第三の幅方向所定部位との幅方向間隔とは実質上同一である、請求項１記載の溝形成方法。
【請求項３】
該第三の溝部形成工程の後に、該分離ラインにおける該第一の幅方向所定部位に沿ってレーザ光線を照射して、該第一の溝部に重畳して第四の溝部を形成する第四の溝部形成工程と、
該第四の溝部形成工程の後に、該分離ラインにおける該第二の幅方向所定部位に沿ってレーザ光線を照射して、該第二の溝部に重畳して第五の溝部を形成する第五の溝部形成工程と、
該第五の溝部形成工程の後に、該分離ラインにおける該第三の幅方向所定部位に沿ってレーザ光線を照射して、該第三の溝部に重畳して第六の溝部を形成する第六の溝部形成工程と、
を含む、請求項１又は２記載の溝形成方法。
【請求項４】
該第六の溝部形成工程の後に、該分離ラインにおける該第一の幅方向所定部位に沿ってレーザ光線を照射して、該第一の溝部及び該第三の溝部に重畳して第七の溝部を形成する第七の溝部形成工程を含む、請求項３記載の溝形成方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ウエーハの分離ラインに沿ってレーザ光線を照射して分離ラインに沿って延びる溝を形成する溝形成方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体デバイスの製造においては、当業者には周知の如く、ウエーハの表面に格子状に配列した分離ライン（一般にストリートと称されている）によって多数の矩形領域を区画し、かかる矩形領域の各々に半導体回路を形成している。しかる後に、ウエーハを分離ラインに沿って分離して矩形領域を個々に分離し、かくして半導体デバイスを生成している。分離ラインに沿ったウエーハの分離は、通常、ダイヤモンド粒子を含有した回転切断刃によってウエーハを分離ラインに沿って切断することによって遂行されているが、特にウエーハがＧａＡｓ或いはサファイヤの如き難切削材から構成されている場合には、下記特許文献１に開示されている如く、回転切断刃による切断に代えて、ウエーハの分離ラインに沿ってレーザ光線を照射して分離ラインに沿って溝を形成し、次いでウエーハに外力を加えて溝に沿ってウエーハを破断することが提案されている。
【特許文献１】特開平１０−３０５４２０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
而して、レーザ光線を照射して分離ラインに沿って溝を形成することを含む従来の方法には、ウエーハに外力を加えた時にウエーハが分離ラインに沿って破断されることなく、ウエーハの破断が分離ラインからずれて進行してしまう傾向があるという問題がある。
【０００４】
本発明は上記事実に鑑みてなされたものであり、その主たる技術的課題は、ウエーハに外力を加えることによってウエーハを充分確実に分離ラインに沿って破断することを可能にする溝を、ウエーハにレーザ光線を照射して形成する、新規且つ改良された溝形成方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明者等は鋭意検討の結果、従来の溝形成方法においては、レーザ光線を照射することによって形成される溝は、その底部が下方に向かって先細形態であるが、かような形態の溝ではなく、レーザ光線の照射による溝の形成を所要様式で複数回繰り返し遂行して、底面が略平坦な溝を形成することによって、上記主たる技術的課題を達成することができることを見出した。
【０００６】
即ち、本発明によれば、上記主たる技術的課題を達成する溝形成方法として、ウエーハの分離ラインに沿ってレーザ光線を照射して該分離ラインに沿って延びる溝を形成する溝形成方法において、
該分離ラインにおける第一の幅方向所定部位に沿ってレーザ光線を照射して、該分離ラインに沿って延びる第一の溝部を形成する第一の溝部形成工程と、
該第一の溝部形成工程の後に、該分離ラインにおける、該第一の幅方向所定部位の片側に隣接する第二の幅方所定部位に沿ってレーザ光線を照射して、該分離ラインに沿って延びる第二の溝部を形成する第二の溝部形成工程と、
該第二の溝部形成工程の後に、該分離ラインにおける、該第一の幅方向所定部位の他側に隣接する第三の幅方向所定部位に沿ってレーザ光線を照射して、該分離ラインに沿って延びる第三の溝部を形成する第三の溝部形成工程と、
を含み、底部が下方に向かって先細形態でない溝を形成する、ことを特徴とする溝形成方法が提供される。
【０００７】
好ましくは、該第一の幅方向所定部位と該第二の幅方向所定部位との幅方向間隔と該第一の幅方向所定部位と該第三の幅方向所定部位との幅方向間隔とは実質上同一である。該第三の溝部形成工程の後に、該分離ラインにおける該第一の幅方向所定部位に沿ってレーザ光線を照射して、該第一の溝部に重畳して第四の溝部を形成する第四の溝部形成工程と、該第四の溝部形成工程の後に、該分離ラインにおける該第二の幅方向所定部位に沿ってレーザ光線を照射して、該第二の溝部に重畳して第五の溝部を形成する第五の溝部形成工程と、該第五の溝部形成工程の後に、該分離ラインにおける該第三の幅方向所定部位に沿ってレーザ光線を照射して、該第三の溝部に重畳して第六の溝部を形成する第六の溝部形成工程とを含むのが好適である。更に、該第六の溝部形成工程の後に、該分離ラインにおける該第一の幅方向所定部位に沿ってレーザ光線を照射して、該第一の溝部及び該第三の溝部に重畳して第七の溝部を形成する第七の溝部形成工程を含むのが好ましい。
【発明の効果】
【０００８】
底部が下方に向かって先細形態である溝を形成した場合にウエーハの破断が分離ラインからずれて進行する傾向がある理由は必ずしも明確ではないが、本発明者等は、先細形態の溝を形成した場合には一見すると先細底端に応力が集中し、従って溝の延在方向に沿って、即ち分離ラインに沿って、充分確実に破断を進行せしめることができるかの如くに思われるが、レーザ光線の照射によって材料を溶融除去して形成される溝の底端は溝全体に渡って分離ラインに沿って充分真直に延びるのではなく、種々の要因に起因して局部的に延在方向が変動しており、ウエーハの破断が変動する溝底端の延在方向に付随して変動することに起因してウエーハの破断が分離ラインからずれてしまうと推定している。これに対して、レーザ光線の照射による溝の形成を所要様式で複数回繰り返し遂行して、底部が先細形状ではなく、底面が略平坦な溝を形成すると、ウエーハの破断を充分確実に分離ラインに沿って進行せしめることができる。その理由は、各溝形成工程における底端の延在方向の変動が相互作用によって消失され或いは緩和される故であると推定している。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、添付図面を参照して、本発明の溝形成方法の好適実施形態について更に詳述する。
【００１０】
図１には、本発明の溝形成方法の好適実施形態が適用されるウエーハの典型例が図示されている。全体を番号２で示すウエーハは円板形状であり、その周縁には位置付け用切欠４が形成されている。ウエーハ２の表面には、格子状に配列された複数個の分離ライン６が形成されており、かかる分離ライン６によって複数個の矩形領域８が規定されている。矩形領域８の各々には回路が形成されている。かようなウエーハ２には、その分離ライン６に沿ってウエーハ２の表面或いは裏面からレーザ光線が照射され、分離ライン６に沿って溝が形成され、しかる後にウエーハ２に外力を加えることによってウエーハ２が分離ライン６に沿って破断され、矩形領域８が個々に分離される。
【００１１】
図２−ａ乃至ｃは、本発明に従って構成された溝形成方法の好適実施形態を図示している。かかる実施形態は図２−ａに図示する第一の溝部形成工程、図２−ｂに図示する第二の溝部形成工程、及び図２−ｃに図示する第三の溝部形成工程から構成されている。
【００１２】
図２−ａに図示する第一の溝部形成工程においては、ウエーハ２に形成されている分離ラインにおける、例えば幅方向中央部位でよい幅方向所定部位Ａに沿ってレーザ光線を照射し、かくして分離ライン６に沿って第一の溝部１０−１を形成する。照射するレーザ光線は、例えば波長３５５ｎｍ、出力５Ｗ、繰り返し周波数３０ｋＨｚ、スポット径１０μｍであるＹＡＧレーザ光線でよい。ＧａＡｓ或いはサファイヤから構成されているウエーハ２における分離ライン６に沿ってレーザ光線を照射（レーザ光線の送り速度は例えば６００ｍｍ／秒程度でよい）すると、図２−ａに明確に図示する如く、底部が先細形態である第一の溝部１０−１が分離ライン６に沿って形成される。
【００１３】
次いで、図２−ｂに図示する第二の溝部形成工程においては、分離ライン６における、上記幅方向所定部位Ａの片側、図２−ｂにおいて左側、に隣接する第二の幅方向所定部位Ｂに沿ってレーザ光線を照射して第二の溝部１０−２を形成する。かかる第二の溝部１０−２も、第一の溝部１０−１と同様に底部が先細形態である。図２に図示する実施形態においては、第二の溝部１０−２の片側部、図２−ｂにおいて右側部、は第一の溝部１０−１の片側部、図２−ｂにおいて左側部、に重なり合って形成されている。
【００１４】
図２−ｃに図示する第三の溝部形成工程においては、分離ライン６における、上記幅方向所定部位Ａの他側、図２−ｃにおいて右側、に隣接する第三の幅方向所定部位Ｃに沿ってレーザ光線を照射して第三の溝部１０−３を形成する。第一の幅方向所定部位Ａと第二の幅方向所定部位Ｂとの幅方向間隔Ｗ１と第一の幅方向所定部位と第三の幅方向所定部位Ｃとの間隔Ｗ２とは実質上同一であるのが好適である。かかる第三の溝部１０−３も、第一の溝部１０−１及び第二の溝部１０−２と同様に底部が先細形態である。図２に図示する実施形態においては、第三の溝部１０−３の片側部、図２−ｃにおいて左側部、は第一の溝部１０−１の他側部、図２−ｃにおいて右側部、に重なり合って形成されている。
【００１５】
上述したとおりの第一乃至第三の溝部形成工程を遂行すると、図２−ｃに明確に図示する如く、相互に部分的に重なり合う第一の溝部１０―１、第二の溝部１０−２及び第三の溝部１０−３が協働して溝１０を規定し、かかる溝１０は略平坦な底を有する。かような溝１０を形成した後に、ウエーハ２に所要外力を加えれば、ウエーハ２を充分確実に分離ライン６に沿って破断することができる。
【００１６】
図２に図示する実施形態においては、第一の溝部１０−１を形成した後に、この第一の溝部１０−１の片側に隣接せしめて第二の溝部１０−２を形成し、次いで第一の溝部１０−１の他側に隣接せしめて第三の溝部１０−３を形成することが重要である。本発明者等の経験によれば、例えば図３に図示する如く、左から右に向けて順次に第一の溝部１２−１、第二の溝部１２−２及び第三の溝部１２−３を形成した場合、最終的に形成される溝１２の底の片縁、図３において右縁、から下方に細く延出する付加部１４が生成される傾向がある。そして、かような付加部１４が生成されると、ウエーハ２に外力を加えてウエーハ２を破断する際に破断が分離ライン６からずれて進行する傾向が発生する。
【００１７】
図４−ａ乃至ｇは、本発明に従って構成された溝形成方法の他の実施形態を図示している。かかる実施形態は図４−ａに図示する第一の溝部形成工程、図４−ｂに図示する第二の溝部形成工程、図４−ｃに図示する第三の溝部形成工程、図４−ｄに図示する第四の溝部形成工程、図４−ｅに図示する第五の溝部形成工程、図４−ｆに図示する第六の溝部形成工程及び図４−ｇに図示する第七の溝部形成工程から構成されている。
【００１８】
図４−ａに図示する第一の溝部形成工程においては、ウエーハ２に形成されている分離ラインにおける、例えば幅方向中央部位でよい幅方向所定部位Ａに沿ってレーザ光線を照射し、かくして分離ライン６に沿って第一の溝部１６−１を形成する。照射するレーザ光線は、図２に図示する実施形態の場合と同様に、例えば波長３５５ｎｍ、出力５Ｗ、繰り返し周波数３０ｋＨｚ、スポット径１０μｍであるＹＡＧレーザ光線でよい。ＧａＡｓ或いはサファイヤから構成されているウエーハ２における分離ライン６に沿ってレーザ光線を照射（レーザ光線の送り速度は例えば６００ｍｍ／秒程度でよい）すると、図４−ａに明確に図示する如く、底部が先細形態である第一の溝部１６−１が分離ライン６に沿って形成される。
【００１９】
次いで、図４−ｂに図示する第二の溝部形成工程においては、分離ライン６における、上記幅方向所定部位Ａの片側、図４−ｂにおいて左側、に隣接する第二の幅方向所定部位Ｂに沿ってレーザ光線を照射して第二の溝部１６−２を形成する。かかる第二の溝部１６−２も、第一の溝部１６−１と同様に底部が先細形態である。図２に図示する実施形態の場合における第一の幅方向所定部位Ａと第二の幅方向所定部位Ｂとの幅方向間隔Ｗ１と比べて、図４に図示する実施形態における第一の幅方向所定部位Ａと第二の幅方向所定部位Ｂとの幅方向間隔Ｗ３は幾分大きく設定されており、第二の溝部１６−２は第一の溝部１６−１と実質上重なり合うことなくその片側に隣接して形成されている。
【００２０】
図４−ｃに図示する第三の溝部形成工程においては、分離ライン６における、上記幅方向所定部位Ａの他側、図４−ｃにおいて右側、に隣接する第三の幅方向所定部位Ｃに沿ってレーザ光線を照射して第三の溝部１６−３を形成する。第一の幅方向所定部位Ａと第二の幅方向所定部位Ｂとの幅方向間隔Ｗ３と第一の幅方向所定部位と第三の幅方向所定部位Ｃとの間隔Ｗ４とは実質上同一であるのが好適である。かかる第三の溝部１６−３も、第一の溝部１６−１及び第二の溝部１６−２と同様に底部が先細形態である。第三の溝部１６−３は第一の溝部１６−１と実質上重なり合うことなくその他側に隣接して形成されている。
【００２１】
次いで、図４−ｄに図示する第四の溝部形成工程においては、分離ライン６における上記第一の幅方向所定部位Ａに沿ってレーザ光線を照射して第四の溝部１６−４を形成する。この際のレーザ光線の照射は、上記第一乃至第三の溝部形成工程におけるレーザ光線の照射に比べて、次の点で異なる。即ちレーザ光線の焦点位置が例えば０．１ｍｍ程度下方に変位せしめられ、そして又レーザ光線の送り速度が例えば５００ｍｍ／秒に減速（従って単位面積当りの照射エネルギは増大）される。第四の溝部１６−４は第一の溝部１６−１に重畳せしめて形成され、従って第一の溝部１６−１を拡張した形態となる。第四の溝部１６−４の底部も先細形態である。
【００２２】
図４−ｅに図示する第五の溝部形成工程においては、分離ライン６における上記第二の幅方向所定部位Ｂに沿ってレーザ光線を照射して第五の溝部１６−５を形成する。この際のレーザ光線の照射も、第四の溝部形成工程におけるレーザ光線の照射と同様に、上記第一乃至第三の溝部形成工程におけるレーザ光線の照射に比べて、レーザ光線の焦点位置が例えば０．１ｍｍ程度下方に変位せしめられ、そして又レーザ光線の送り速度が例えば５００ｍｍ／秒に減速（従って単位面積当りの照射エネルギは増大）される。第五の溝部１６−５は第二の溝部１６−２に重畳せしめて形成され、従って第二の溝部１６−２を拡張した形態となる。第五の溝部１６−５の底部も先細形態である。
【００２３】
図４−ｆに図示する第六の溝部形成工程においては、分離ライン６における上記第三の幅方向所定部位Ｃに沿ってレーザ光線を照射して第六の溝部１６−６を形成する。この際のレーザ光線の照射も、第四の溝部形成工程及び第五の溝部形成工程におけるレーザ光線の照射と同様に、上記第一乃至第三の溝部形成工程におけるレーザ光線の照射に比べて、レーザ光線の焦点位置が例えば０．１ｍｍ程度下方に変位せしめられ、そして又レーザ光線の送り速度が例えば５００ｍｍ／秒に減速（従って単位面積当りの照射エネルギは増大）される。第六の溝部１６−６は第三の溝部１６−３２に重畳せしめて形成され、従って第二の溝部１６−２を拡張した形態となる。第六の溝部１６−６の底部も先細形態である。
【００２４】
図４に図示する実施形態においては、更に図４−ｇに図示する第七の溝部形成工程が遂行される。この第七の溝部形成工程においては、分離ライン６における上記第一の幅方向所定部位Ａに沿ってレーザ光線を照射して第七の溝部１６−７を形成する。この際のレーザ光線は、上記第四の溝部形成工程乃至第六の溝部形成工程におけるレーザ光線と比べて、レーザ光線の焦点位置が更に例えば０．２ｍｍ程度下方に変位せしめられる。レーザ光線の送り速度は例えば５００ｍｍ／秒である。第七の溝部１６−７は第一の溝部１６−１及びこれに重畳せしめて形成された第四の溝部１６−４に重畳せしめて形成され、従って第四の溝部１６−４を拡張した形態となる。第七の溝部１６−７の底部も先細形態である。
【００２５】
上述したとおりの第一乃至第七の溝部形成工程を遂行すると、図４−ｇに明確に図示する如く、第一の溝部１６―１及び第四の溝部１６−４を拡張した形態である第七の溝部１６−７、第二の溝部１６−２を拡張した形態である第五の溝部、及び第三の溝部１６−３を拡張した形態である第六の溝部１６−６が協働して溝１６を規定し、かかる溝１６は略平坦は底を有する。かような溝１６を形成した後に、ウエーハ２に所要外力を加えれば、ウエーハ２を充分確実に分離ライン６に沿って破断することができる。
【００２６】
而して、図４に図示する実施形態においては、最後に第七の溝部形成工程を遂行して最終的な溝１６を形成しているが、所望ならば第四の溝部形成工程おけるレーザ光線照射条件と第五の溝部形成工程及び第六の溝部形成工程におけるレーザ光線照射条件とを適宜に調節することによって、第七の溝部形成工程を省略して、略平坦な底を有する溝１６を形成することもできる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明の溝形成方法が適用されるウエーハの典型例を示す斜面図。
【図２】本発明の溝形成方法の好適実施形態を示す簡略部分断面図。
【図３】第一の溝部乃至第三の溝部を片側から他側に向けて順次に形成した場合に発生する問題を示す簡略断面図。
【図４】本発明の溝形成方法の他の好適実施形態を示す簡略部分断面図。
【符号の説明】
【００２８】
２：ウエーハ
６：分離ライン
１０：溝
１０−１乃至１０−３：第一乃至第三の溝部
１６：溝
１６−１乃至１６−７：第一乃至第七の溝部
【図１】
2006269507.tif 000003
【図２】
2006269507.tif 000004
【図３】
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【図４】
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